A livello ematico, la difesa nei confronti dell’attacco lesivo delle specie chimiche reattive o ossidanti (SCO), e in particolar modo, dei radicali liberi, è garantita dalla cosiddetta “barriera antiossidante plasmatica”. Ne fanno parte sostanze sia endogene (es. proteine, bilirubina, acido urico, colesterolo, GSH, ecc.). che esogene (es. ascorbato, tocoferoli, carotenoidi, bioflavonoidi, ecc.). Ciascuna di queste sostanze possiede un proprio potere o capacità antiossidante, cioè è in grado di opporsi più o meno efficacemente, in funzione del proprio potenziale di ossido-riduzione, all’azione “ossidante” ascritta ai radicali liberi. Tale potere è legato alla proprietà dei componenti della barriera antiossidante plasmatica di cedere “equivalenti riducenti” (ossia elettroni o atomi di idrogeno) alle SCO, evitando che queste li sottraggano a componenti biochimici essenziali e prevenendo, in questo modo, l’innesco di pericolose reazioni a catena. Ovviamente, qualsiasi “insulto” alla suddetta barriera può favorire l’insorgenza delle alterazioni tipiche dello stress ossidativo. Dal punto di vista metodologico, partendo dal concetto che tra le più comuni forme di ossidazione che osservano in natura vi sono quelle presiedute dal ferro (conversione ferroso-ferrico) e dall’acido ipocloroso, si può valutare il potere o capacità antiossidante di qualsiasi soluzione, come il plasma, determinando l’abilità di questa di riportare il ferro dalla forma ferrica a quella ferrosa (azione riducente) ovvero di contrastare l’azione ossidante dell’acido ipocloroso. E’ su queste semplici basi biochimiche che Mauro Carratelli ha sviluppato, rispettivamente, il BAP test e l’OXY-Adsorbent test.
Lo stress ossidativo è una particolare forma di stress chimico indotto dalla presenza di una quantità eccessiva di specie chimiche ossidanti per un’aumentata produzione delle stesse e/o per una ridotta capacità di smaltirne le quantità prodotte. Comunque determinatasi, l’eccessiva produzione di tali specie reattive, non più adeguatamente controllata dai sistemi di difesa antiossidanti, provoca una serie di alterazioni funzionali e strutturali della cellula, che possono condurre all’apoptosi o addirittura alla necrosi. Sul piano generale, queste lesioni – dapprima cellulari e poi tissutali – saranno responsabili, infine, di patologie d’organo, quali ad esempio il morbo di Crohn o la pancreatite, oppure di condizioni sistemiche, quali l’invecchiamento precoce, l’aterosclerosi e così via. In tal senso, lo stress ossidativo costituisce un fattore di rischio emergente, che va ad aggiungersi a quelli noti, quali l’ipercolesterolemia e l’iperomocisteinemia.
Le principali cause di aumentata produzione di specie chimiche ossidanti, quali ad esempio, i radicali liberi, sono da individuarsi in fattori ambientali, situazioni fisiologiche, stile di vita, fattori psicologici, malattie e fattori iatrogeni, ecc. Bisogna sottolineare che il fumo di sigaretta, l’abuso di alcool ed altri fattori correlati con lo stile di vita sono responsabili dell’aumento della produzione di specie chimiche ossidanti. Lo stesso effetto è indotto da un’attività fisica incongrua (eccessiva o insufficiente). Infine, è riconosciuto il ruolo dei numerose malattie, su base disreattiva o infettiva (es. artrite reumatoide e infezioni batteriche) nel favorire l’incremento dei radicali liberi.
Una riduzione delle difese antiossidanti è da imputarsi sostanzialmente ad un deficit assoluto o relativo di antiossidanti, comunque determinatosi. In tale contesto, alcune malattie, quali la celiachia, possono provocare uno stress ossidativo riducendo la disponibilità di antiossidanti assunti con l’alimentazione.
Dal punto di vista biochimico, considerando il fenomeno dello stress ossidativo all’interno della cellula, è indubbio che all’origine delle alterazioni funzionali e strutturali vi è un aumento della produzione di specie reattive per stimolazione parziale o generalizzata del metabolismo, spesso sotto la spinta di fattori esogeni. Tali specie reattive, resesi disponibili in grandi quantità, sono in grado di attaccare qualsiasi substrato con il quale giungono a contatto, strappando ad essi l’elettrone o gli elettroni necessari per raggiungere la propria stabilità. Ciò, a sua volta, innesca processi radicalici a catena che, se non bloccati tempestivamente, possono provocare gravi conseguenze sul piano, dapprima funzionale, poi anche strutturale. E’ anche attraverso questi meccanismi che il processo dell’invecchiamento viene accelerato e si favorisce l’insorgenza e/o l’aggravamento di patologie a decorso cromico, quali l’aterosclerosi e le condizioni morbose ad essa correlate (es. infarto del miocardio, ictus cerebrale, etc.).
Sulla base di queste considerazioni preliminari, è opportuno che la valutazione di laboratorio dello stress ossidativo sia “globale”, cioè tenga conto sia della componente pro-ossidante che di quella anti-ossidante. Tale approccio si rende necessario ogni qualvolta si sospetti una situazione di stress ossidativo (anche a fronte di valori normali o addirittura ridotti di test relativi alla capacità ossidante) e, più in generale, ogni qualvolta si intende monitorare una terapia antiossidante.
L’OXY-Adsorbent test (determinazione della capacità del plasma di “adsorbire” e,quindi, tamponare l’effetto ossidante dell’acido ipocloroso, HClO) è un test fotometrico su sangue.
Esso valuta il potere antiossidante della barriera plasmatica misurando il capacità di quest’ultima di opporsi all’ossidazione indotta dall’HClO.
In pratica, il campione di plasma da analizzare viene sottoposto all’azione ossidante massiva di una soluzione di HClO a titolo noto (soluzione ossidante), in evidente eccesso rispetto alle capacità di essere “adsorbito” dalla barriera antiossidante da valutare. Dopo un intervallo prestabilito di tempo, l’HClO residuo viene fatto reagire con la N,N-dietilparafenilendiammina che, ossidandosi a spese dell’acido, si trasforma in un derivato colorato in rosa. Rispetto ad un adeguato standard, la concentrazione del complesso colorato sarà direttamente proporzionale alla concentrazione di HClO rimasta in eccesso ed inversamente proporzionale alla capacità antiossidante del plasma analizzato. In altri termini, quanto più bassa è la concentrazione residua dell’acido, rilevata fotometricamente, tanto più elevata sarà la capacità antiossidante del campione di plasma esaminato, e viceversa.
L’OXY-Adsorbent consente di determinare il livello sierico (o plasmatico) delle sostanze/attività antiossidanti intese come complesso di agenti in grado di opporsi all’azione ossidante dell’acido ipocloroso. Tra questi sono da annoverare soprattutto le proteine, come l’albumina, ma anche l’acido ascorbico, l’acido urico, la bilirubina etc.
Sulla base della letteratura scientifica disponibile, il valore di riferimento del test, determinato nella popolazione sana, è al di sopra di 350 mmoli/mL di HClO. Ciò significa che, in condizioni normali, 1 mL di plasma umano è in grado di “adsorbire” e, quindi, neutralizzare, almeno 350 mmoli di HClO. Valori inferiori a questa soglia indicano una riduzione dello “spessore” della barriera antiossidante (segno di stress ossidativo) e correlano direttamente con la gravità del danno da questa subito. Non è documentata alcuna dipendenza dei valori ottenuti dal sesso, dalla razza o da altre condizioni fisioologiche o parafisiologiche.
Sulla base dei dati finora pubblicati, l’OXY-Adsorbent test è un test affidabile, preciso, ripetibile, con un coefficiente di variazione (CV) inter-serie ed intra-serie assolutamente accettabile, anche con metodica manuale (<5%). Il test andrebbe eseguito a digiuno o, comunque, dopo un congruo intervallo di tempo rispetto ad un pasto copioso o all’assunzione massiva di antiossidanti per os.
Attraverso una misura accurata dello stato antiossidante, il BAP test e l’OXY-Adsorbent test forniscono al clinico un’informazione, non acquisibile con lo studio di nessun altro dei test biochimici attualmente disponibili nella routine clinica, sullo stato generale di benessere dell’organismo, stato che dipende anche dall’efficienza dei fisiologici sistemi di difesa antiossidanti.
Spetta al clinico, grazie alle specifiche linee-guida, interpretare e gestire correttamente i risultati ottenuti. In tale contesto occorre rilevare che il BAP test e l’OXY-Adsorbent rappresentano test esattamente complementari al d-ROMs test: così la loro determinazione fornisce un quadro preciso del bilancio ossidativo, dal quale partire per eventuali interventi terapeutici correttivi. Infatti, qualsiasi trattamento antiossidante non può prescindere da un’esecuzione preliminare del BAP test o dell’OXY-Adsorbent test, secondo lo stesso principio per cui si assume un ipocolesterolemizzante solo dopo che un test biochimico ha dimostrato che il livello ematico del lipide ha superato il range fisiologico di variabilità.
A questo proposito, il BAP test si sta rivelando preziosissimo nel monitoraggio di efficacia di trattamenti antiossidanti, essendo estremamente sensibile all’apporto di antiossidanti con la dieta. In pazienti con neurotrauma il BAP test si è rivelato un metodo attendibile per dimostrare le attività antiossidanti della bilirubina anche a concentrazioni fisiologiche, con risultati perfettamente sovrapponibili a quelli ottenuti mediante spettroscopia di risonanza dell’elettrone (EPR/ESR). Inoltre, l’utilità clinica del BAP test è stata documentata in medicina iperbarica e subacquea e, più recentemente, in pazienti con malattie croniche e degenerative, in atleti e persino in soggetti sottoposti ad agopuntura. Analoghi promettenti risultati sono stati ottenuti in cani Labrador, ove il BAP test si è rivelato utilissimo per dimostrare l’efficacia di specifici integratori antiossidanti.
L’OXY-Adsorbent test, dal canto suo, si è dimostrato utilissimo nell’individuare lo stato delle difese antiossidanti in soggetti a rischio per stress ossidativo, come i fumatori, così come in pazienti affetti da diverse patologie, come la sindrome di Down. In molti casi esso è risultato prezioso nel monitorare l’efficacia di trattamenti antiossidanti, sia nell’Uomo che in Animali.
L’indicazione principale all’uso di questi test è la valutazione dello stato antiossidante, che può essere alterato per una carenza assoluta o relativa di principi antiossidanti. Per questa loro peculiarità, sia il BAP test che l’OXY-Adsorbent test si integrano bene con il d-ROMs test, al quale è complementare e del quale condivide le indicazioni.
Non esiste pregiudizialmente nessun suggerimento specifico per l’uso del BAP test o dell’OXY-Adsorbent test nella valutazione della capacità antiossidante del plasma o del siero. Spetta al clinico, di volta, in volta, decidere se suggerire l’uno o l’altro, considerando che il potenziale biologico antiossidante è più immediatamente sensibile – rispetto alla determinazione della resistenza plasmatica all’ossidazione – all’apporto nutrizionale di principi antiossidanti.
Ovviamente, come per il d-ROMs test, avere i valori del BAP test o dell’OXY-Adsorbent test nella “norma” non significa essere esente da malattie, ma semplicemente avere un rischio trascurabile di stress ossidativo. Infatti, le malattie che possono colpire l’Uomo sono ben più numerose di quelle (circa un centinaio, sebbene importanti) esplicitamente associate ad un’alterazione del bilancio ossidativo.
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